Команда инженеров из Университета Вашингтона в Сент-Луисе развивала новый способ доставки поколения наночастицы, который мог когда-нибудь значительно улучшить доставку лекарственных средств до мозга, делая его столь же простым как сопение.«Это было бы назальным спреем наночастицы, и система доставки могла позволить терапевтической дозе медицины достигать мозга в течение 30 минут к одному часу», сказал Рэмеш Рэлия, исследователь в Школе Технической & прикладной науки.
«Гематоэнцефалический барьер защищает мозг от инородных веществ в крови, которая может повредить мозг», сказал Рэлия. «Но когда мы должны поставить, что-то там, проходя через тот барьер трудно и агрессивно. Наша неразрушающая техника может поставить наркотики через наночастицы, таким образом, есть меньше риска и лучшее время отклика».
Новый подход основан на науке аэрозоля и технических принципах, которые разрешают поколение, монорассеивают наночастицы, которые могут внести на верхних областях носовой впадины через распространение. Работая с помощником вице-канцлером Прэтимом Бисвасом, председателем Department of Energy, Environmental & Chemical Engineering и Lucy & Stanley Lopata Professor, Raliya развивал аэрозоль, состоящий из золотых наночастиц размера, которым управляют, формы и поверхностного обвинения.
Наночастицы были помечены с флуоресцентными маркерами, позволив исследователям отследить их движение.Затем, Raliya и постдокторант биоинженерии Дебэджит Саа выставили антенны саранчи аэрозолю и наблюдали путешествие наночастиц от антенн через обонятельные нервы.
Из-за их крошечного размера, наночастицы прошли через барьер мозговой крови, достигнув мозга и залив его в течение минут.Команда проверила понятие в саранче, потому что у гемоэнцефалических барьеров у насекомых и людей есть анатомические общие черты, и исследователи рассматривают прохождение носовых регионов к нервным путям как оптимальный способ получить доступ к мозгу.
«Самое короткое и возможно самый легкий путь к мозгу через Ваш нос», сказал Барани Раман, адъюнкт-профессор биоинженерии. «Ваш нос, обонятельная лампочка и затем обонятельная кора: два реле и Вы достигли коры. То же самое верно для бесхарактерной обонятельной схемы, хотя последний – относительно более простая система с supraesophageal нервным узлом вместо обонятельной лампочки и корой».
Чтобы определить, разрушили ли иностранные наночастицы нормальную функцию мозга, Саа исследовал физиологический ответ обонятельных нейронов в саранче прежде и после доставки наночастицы. Спустя несколько часов после внедрения наночастицы, никакое значимое изменение в электрофизиологических ответах не было обнаружено.
«Это – только начало прохладного набора исследований, которые могут быть выполнены, чтобы сделать основанные на наночастице подходы доставки лекарственных средств более принципиальными», сказал Раман.Следующая фаза исследования связала плавление золотых наночастиц с различными лекарствами и использования ультразвука, чтобы предназначаться для более точной дозы в определенные области мозга, который был бы особенно выгоден в случаях опухоли головного мозга.
«Мы хотим притупить целевую доставку в мозгу, используя этот неразрушающий подход», сказал Рэлия. «В случае опухоли головного мозга мы надеемся использовать сосредоточенный ультразвук, таким образом, мы можем вести частицы, чтобы собраться в том конкретном пункте».